Contributo delle bioenergie e sostenibilità: un rapporto molto controverso

Un rapporto davvero molto controverso quello tra il grande fronte tecnologico che sottende il termine bioenergie e la effettiva sostenibilità ambientale. Un rapporto reso più controverso dal fatto che, nella materia biologica potenzialmente valorizzabile sono comprese colture di tre fondamentali categorie:

  • “Food”: legate alla alimentazione umana;
  • “Feed”: legate alla alimentazione animale (non umana);
  • “No Food”: non destinate alla alimentazione in genere.

bioenergieNel vastissimo fronte di tecnologie da un lato e di matrici organiche valorizzabili dall’altro, cerca di fare il punto sul contributo complessivo che le bioenergie potranno avere nei nuovi modelli energetici, la tedesca Accademia Nazionale Leopoldina delle Scienze, con il rapporto dal titolo, “Bioenergy, chanche and limits”, scaricabile in calce al post, fornendo elementi in chiaro e scuro. Sul tema della potenziale energia estraibile dalle colture, il rapporto stima un quantitativo annuale di carbonio fissabile dall’aria, definito come NPP (produzione netta primaria), di circa 65 miliardi di tonnellate fra piante e suolo, l’equivalente a circa 85.700 TWh, in termini energetici contro i 18.000 TWh di energia primaria consumata dall’intero pianeta. Ovviamente non tutta la NPP può essere sequestrata dall’umanità, dal momento che una parte serve al mondo naturale, una parte viene accumula in ambiti del pianeta irraggiungibili, ed una ulteriore parte finisce nel sottosuolo sotto forma di radici ed humus. La stima netta, potenzialmente raccoglibile in modo sostenibile, sarebbe stimata quindi in circa 23.200 TWh, cifra comunque superiore al consumo terrestre citato precedentemente. Purtroppo non è esattamente così, dal momento che l’umanità attinge già a piene mani dalla NPP, in termini di alimenti, materie prime e bioenergia, per un equivalente di 8.000 TWh ogni anno, e con un prevedibile raddoppio di tale dato, da qui a 40 anni, tenendo conto dell’aumento della popolazione e del reddito dei paesi emergenti ed in via si sviluppo. Il potenziale di carbonio vegetale residuo disponibile al 2050, sarebbe quindi di 7.000 TWh di carbonio vegetale, difficilmente utilizzabile senza impatti negativi sul clima e sull’ambiente. Il rapporto dell’Accademia Leopoldina, spiega infatti che questo sarà molto duro, a causa dell’indice Eroi, dell’emissione di gas serra e dell’impoverimento dei suoli a causa della sottrazione di nutrienti.
Un indice davvero importante l’EROI (Energy Return On Investment), di cui ho parlato per esempio riferito alle forti energetiche fossili non convenzionali (vedi post ”Costo effettivo delle fonti energetiche: un approfondimento sulle fonti fossili non convenzionali“), che indica i kWh di energia che si ottengono per ogni kWh investito nella costruzione e funzionamento della fonte. Si tratta quindi del ritorno energetico sull’investimento, noto anche come EROEI. Un valore generalmente basso, quello dell’EROI delle bioenergie, oltre che dipendente da molte voci come carburanti per trasporti, lavorazione del terreno, estrazione di fosforo e potassio da cave, combustibili necessari per i processi di trasformazione, produzione fertilizzanti azotati e pesticidi, ecc. Percorrendo a ritroso la scala dell’EROI delle rinnovabili, partiamo dall’idroelettrico che ha 100, l’eolico che ha un EROI intorno a 20, scendendo a circa 10 per legna da ardere e il biodiesel da olio di palma, ad 8 per l’etanolo da canna da zucchero, scendendo ancora da 3,5 a 7 per l’etanolo da cellulosa, 5 per il biogas da mais, nel caso più favorevole di configurazione cogenerativa, che scende addirittura a 1,4 per produzione di sola elettricità, 2 per il biodiesel da colza e intorno a 1 per l’etanolo da mais. Molti i fattori limitanti l’EROI, tra i quali il fatto che gran parte delle biomasse energeticamente valorizzabili, sono prodotte prevalentemente in paesi temperati, caratterizzati da una produttività agricola molto più bassa rispetto alle zone tropicale. Di contro, la possibilità di incrementare la produzione di bioenergie nei paesi tropicali comporterebbe la distruzione delle foreste e di grandi ecosistemi di cui sarebbe minacciata la biodiversità, come la cruda biodieselrealtà ci mette davanti per la coltura della palma da olio nelle foreste tropicali di Indonesia e Malesia (vedi post “Biocarburanti e cambiamenti climatici: il virus olio di palma”). Anche l’eventualità di utilizzare più legname dalle foreste, caratterizzato da un buon EROI, è seriamente condizionata dal fatto di utilizzare biomassa legnosa prodotta nel raggio di poche decine di chilometri, la cosiddetta “filiera corta”, prerequisito fondamentale per non far crollare l’efficienza (vedi post “Grandi impianti a biomasse: e la sostenibilità va a farsi benedire“). Inoltre, a differenza dei campi coltivati dove quasi il 100% della NPP è utilizzata dall’uomo, le foreste hanno una tolleranza al prelievo umano annuo del 10-12% della loro NPP. Tutto questo si traduce quindi in un contributo più limitato, che per esempio, se rapportato alla Germania, comporterebbe, nel caso di utilizzo di solo legname prodotto localmente per scopi cippatriceSuAutocarroenergetici, già al limite della sostenibilità, una copertura di appena il 4% dei kWh consumati nel paese. Il secondo fattore limitante è costituito poi dalla emissione di gas serra dalla coltivazione, imputabili non solo per l’utilizzo di combustibili fossili, ma alla lavorazione e fertilizzazione del terreno che produce CO2, metano e ossido di azoto. In Europa si calcola che l’agricoltura emetta una quantità di gas serra pari al 41% della CO2 fissata nelle piante raccolte. In certe aree tropicali torbose, l’agricoltura per bioenergie finisce per emettere più gas serra di quanta CO2 faccia risparmiare. Solo il legno da foreste, se ben gestite, ha un effetto positivo sul clima, sequestrando nel terreno il 7% dei gas serra assorbiti dall’albero tagliato. Il terzo fattore limitante è costituito dalla degradazione del suolo, dal momento che le attività agricole devono reintegrare componenti fosfati, azotati, potassio e materia organica nel terreno, sottratti dalla pianta raccolta. Tra questi componenti è il fosforo ad avere riserve limitate, ponendo ulteriori problemi di sostenibilità a tutta l’agricoltura industriale, per bts-biogas-kreislauf-itqualunque produzione. Su base teorica, ci sarebbero alcune forme di bioenergia, come il biogas o la produzione di etanolo di seconda generazione (che usano anche paglia o altri scarti agricoli), che avrebbero il vantaggio di recuperare e riportare al terreno fosforo, azoto, potassio, se non fosse per il fenomeno di «mineralizzazione» che rende così inutilizzabile buona parte della materia organica utilizzata, con rischio di rendere il terreno meno fertile e più soggetto ad erosione. In questo senso, già oggi, per i suoli sottoposti a coltivazioni intensive si stima una perdita pari al 2,6% di materia organica ogni anno con l’erosione che colpisce, con livelli differenti, gran parte di essi. Conclusioni quelle dell’accademia Leopoldina, che non lasciano molto spazio, nemmeno a possibili e poco auspicabili scappatoie tecnologiche, come il ricorso agli OGM per la realizzazione di “superpiante” destinate alla produzione di energia, limitate anch’esse alla disponibilità di luce, acqua, nutrienti e fertilità dei suoli, da condividere con la produzione di alimenti ed ecosistemi naturali. Un discorso a parte potrebbe valere per la coltivazioni di alghe, oggi utilizzabili per la produzione di biocarburanti di terza generazione, le quali non richiedono terreno agricolo usando acqua di mare, ma le tecnologie ad oggi disponibili per la loro utilizzazione sono costose, su piccola scala, e caratterizzate da EROI molto bassi. Nel rapporto dei ricercatori tedeschi, pur non spingendosi a fare stime sull’incremento globale sostenibile della produzione da bioenergie, viene indicato per l’Europa, dove già oggi viene utilizzata la metà della NPP, un modesto incremento del +4%. In virtù di questo il rapporto invita a sfruttare maggiormente le energie solari diverse, come eolico, solare o idroelettrico, tutte caratterizzate da efficienze molto più alte dell’1% della fotosintesi, limitando l’uso delle bioenergie a quelle poche nicchie dove combustibili liquidi e gassosi resteranno indispensabili anche in futuro, come, per esempio, nel trasporto aereo, navale e stradale pesante. Indubbiamente una conclusione in contrasto, per certi aspetti, con altri rapporti come lo “Special Report 2012 on Renewable Energy” dell’IPCC, il quale stima, molto più ottimisticamente, una produzione da bioenergie nel 2050 fra 3.500 e 18.000 TWh (a fronte dei 1.700 TWh attuali), da aggiungere ai circa 13.000 TWh (come contenuto in carbonio) di alimenti e materie prime che ci serviranno nel 2050. Il monito che giunge dai ricercatori della Leopoldina, è costituito dal fatto che un simile sfruttamento delle piante si tradurrebbe in un accaparramento di produttività biologica planetaria talmente grande da far temere conseguenze climatiche ed ambientali non prevedibili.

Sauro Secci

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